JP2006218703A - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】共通液室内に発生した気泡の排除性に優れた液体吐出ヘッドを提供する。
【解決手段】インクの流れ方向に対して４８の配線部材９０を１列に並べると、インクの流れ方向に対して配線部材９０の配列方向のなす角は８８．８°となる。配線部材９０の配置密度を変えないように、４８の配線部材９０から成る配線部材列を１２分割し４つの配線部材９０から成る配線部材列１２０を並べると、インクの流れ方向に対して配線部材列１２０の配列方向（第１の配列方向）のなす角が７６．０°となる。このように、配線部材９０をインクの流れ方向に対して角度がつくように配置すると、２つ以上配線部材９０に干渉するような大きなサイズの気泡を配線部材９０の配列方向に沿って共通液室５５の端部に移動させることができ、大きなサイズの気泡によって共通液室５５のインクの流れが分断されず、好ましいインクの流れを発生させることができる。
【選択図】 図１０

Description

本発明は液体吐出ヘッドに係り、特に被吐出媒体上に液体を吐出させる液体吐出ヘッドの構造に関する。

近年、画像やドキュメント等のデータ出力装置としてインクジェット記録装置が普及している。インクジェット記録装置はヘッドに備えられた吐出素子をデータに応じて駆動させ、該吐出素子から吐出されるインクによって記録紙などのメディア上にデータを形成することができる。

インクジェット記録装置では、多数の吐出素子を有するヘッドとメディアとを相対的に移動させ、該記録素子からインク滴を吐出させることによってメディア上に所望の画像が形成する。

インクジェット記録装置に用いられるインクジェットヘッドは、メディア上にインクを吐出させる吐出孔（ノズル）、ノズルから吐出させるインクを収容する圧力室（インク室）、圧力室に収容されているインクに吐出力を与えるアクチュエータ等を備えた吐出素子と、圧力室へインクを供給する共通液室などのインク供給路と、を有しており、ノズルからインクが吐出されるとインク供給路を介して新たなインクが圧力室へ供給されるように構成されている。

上述したように構成されるインクジェットヘッドでは、圧力室へインクを供給する共通液室内やインク流路に気泡が発生すると、共通液室内及びインク流路内のインクの流れが不安定になってしまうことがある。このような状況では、共通液室から圧力室への円滑なインク供給が行われなくなると、特に高周波吐出ではリフィルが間に合わず、吐出異常が発生してしまう恐れがある。

したがって、インクジェットヘッドでは、共通液室やインク流路に発生した気泡を外部に排除するように、気泡排除性が考慮された構造や形状を有している。

特許文献１に記載されたインクジェット記録ヘッド、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置では、インクの流れ方向途中にインク流路の開口を閉塞する形態で、インクが通過可能な貫通孔を有する電極を配し、この電極から発生する勾配電場によって気泡表面のインクが分極し、気泡を移動させることができる。更に、気泡を排除用の部屋に移動させて外部へ排出されるように構成されている。

特許文献２に記載された液体噴射ヘッド及び液体噴出装置では、共通液室の上方天井面を水平面に対して傾きをもって形成し、上方天井面の最上部あるいはその近傍部位に気泡流路を接続し、共通液室内の液体中に含まれる気泡は、上方天井の傾きに沿って最上部に集められ、気泡流路を介してダミー吐出孔から大気に排出されるように構成されている。
特開２０００−９４７１３号公報 特開２００２−１４４５７６号公報

しかしながら、圧力室へインクを供給する共通液室内に、共通液室内の構造物の間を通過することができないような大きな気泡が発生すると、その気泡が共通液室内の構造物近傍に滞留してしまい、共通液室内のインクの流れを遮断してしまう恐れがある。また、このような大きな気泡を共通液室から排除することは非常に難しい。

特許文献１に記載されたインクジェット記録ヘッド、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置では、気泡排除のために電場勾配をかける電気配線が共通液室内に存在すると、共通液室内の流路抵抗が上昇するために高周波吐出に対してリフィルが間に合わない。また、電場勾配をかけるための構造がコストアップにつながる。

特許文献２に記載された液体噴射ヘッド及び液体噴出装置では、共通液室内に電気配線などの構造物がある場合、気泡が構造物につかまって動けなくなる。したがって、インクの流速をその気泡を分断する流速にしなければならないので、共通液室から気泡を排除することができない。また、ヘッドを長尺化した場合には、この方式では気泡が端部に移動するまでに長い距離を移動する必要があり、気泡排除までに時間がかかる。更に、共通液室の上方天井面を傾ける加工は、水平な天井を製作するよりも難しい。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、共通液室内に発生した気泡の排除性に優れた液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る液体吐出ヘッドは、２次元状に並べられる複数の吐出孔と、前記複数の吐出孔のそれぞれと連通する複数の圧力室と、該圧力室内の液体に与える吐出力を発生させる吐出力発生手段と、前記複数の圧力室のそれぞれに液体を供給する複数の供給口と、前記複数の供給口を介して前記複数の圧力室のそれぞれに液体を供給する共通液室と、前記共通液室の側面のうち少なくとも１つの側面から前記共通液室に液体を充填する第１の充填口と、前記吐出力発生手段が設けられる面から立ち上がり、前記共通液室を貫通するように配設され、少なくともその一部が前記共通液室へ液体を充填する液体充填時の液体の流れ方向に対して所定の角度θ（但し、０＜θ＜９０°）をなす第１の配列方向に沿って並べられる複数の構造体と、を備えたことを特徴とする。

吐出力発生手段が設けられる面から立ち上がり、共通液室を貫通するように設けられる複数の構造体が、共通液室の液体の流れ方向と所定の角度θ（但し、０＜θ＜９０°）をなす第１の配列方向に沿って並べられるので、インク充填時等で該構造体の配列間隔よりも大きな気泡が発生した場合にも、第１の配列方向に沿って該気泡が移動するので、共通液室内の液体の流れを分断することなく共通液室内の好ましい液体の流れを維持することができる。なお、θをより小さくすると気泡を移動させやすくなるので、好ましい。

構造体の配置密度を変えずにθを小さくするには、構造体の列方向 (インクの流れに対して角度θをなす方向）を複数のグループに分けて並べる方法がある。この態様では、グループの数を大きくすると上記のθを小さくすることができる。

また、吐出孔の液体吐出方向と反対側に共通液室が設けられ、共通液室と吐出素子とを直接的に接合させる構造を有する態様では、一般的にその流体抵抗が高いために短い周期で吐出させることが難しい高粘度の液体を用いる場合にも、短い吐出周期（高い吐出周波数）を維持しながら確実に液体を吐出させることが可能になる。

液体吐出ヘッドには、被吐出媒体の全幅に対応する長さにわたって液滴を吐出させる吐出孔が並べられたフルライン型吐出ヘッドや、被吐出媒体の全幅に対応する長さよりも短い長さにわたって液滴を吐出させる吐出孔が並べられた短尺ヘッドを被吐出媒体の幅方向に走査させながら被吐出媒体上に液滴を吐出させるシリアル型吐出ヘッド（シャトル型吐出ヘッド）などがある。

また、フルライン型の吐出ヘッドには、被吐出媒体の全幅に対応する長さに満たない短尺の吐出孔列を有する短尺ヘッドを千鳥状に配列して繋ぎ合わせて、被吐出媒体の全幅に対応する長さとしてもよい。

第１の充填口は、共通液室を構成する側面に設けられてもよいし、該側面と連通される管路（流路）を介して共通液室を構成する側面以外の面に設けられてもよい。この第１の充填口が設けられる側面或いは、第１の充填口と連通される側面が共通液室へ液体を充填する側面となる。

共通液室が短手方向と長手方向とを持つ形状を有する場合、第１の充填口を介して液体が充填される側面は、短手方向に沿う面（長手方向の両端部のうち何れか一方の面）であることが好ましい。

液体の流れ方向は、第１の充填口を介して液体が充填される側面と略直交する方向となり、例えば、第１の充填口を介して液体が充填される側面が短手方向に沿う面であれば、液体の流れ方向は長手方向と略平行方向となる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記構造体は、前記圧力発生手段へ与える駆動信号を伝送する配線部材を含むことを特徴とする。

吐出孔を高密度に配置すると、吐出孔に対応して設けられる圧力室及び圧力発生手段も高密度に配置される。したがって、圧力発生手段に対応して設けられる配線部材もまた高密度に配置されることになり、共通液室内に発生した気泡の動きをこの配線部材が妨げてしまうことがある。配線部材の配列をインク流れ方向に対して傾けることで、配線部材の配列方向（第１の配列方向）に移動させることが可能になる。

配線部材は、圧力発生手段と１対１で設けられてもよいし、１つの配線部材を複数の圧力発生手段で兼用してもよい。配線部材と圧力発生手段とが１対１で設けられる場合、吐出孔（圧力発生手段）の配置密度を変えることなくインクの流れ方向に対して配線部材を傾けるには、１列の配線部材を複数のグループに分けて並べる方法がある。このグループ内の配線部材は第１の配列方向に沿って並べられ、各グループは、分割される前の配列方向に沿って並べられる。

また、配線部材の液体と接触する部分（面）には親液処理を施すと、気泡が移動しやすくなるので好ましい。

液体に吐出力を与える圧力発生手段には、圧力室を構成する壁面に備えられ、圧力室を変形させる圧電素子や、圧力室の内部に設けられ、圧力室内の液体を加熱するヒータがある。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記共通液室の天井面の前記第１の配列方向の端部に第１の凹部を有することを特徴とする。

共通液室の天井面の第１の配列方向の端部に凹部を備えたので、第１の配列方向の端部へ移動させた気泡は浮力によって凹部に集められる。したがって、該凹部に集められた気泡が共通液室の構造体が配設される領域に戻らない。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記第１の凹部に連通される気泡排出流路と、前記気泡排出流路と連通される気泡排出孔と、を備えたことを特徴とする。

凹部と連通される気泡排出流路と、該気泡排出流路と連通される気泡排出孔を備えたので、凹部に集められた気泡を液体吐出ヘッドの外部に排出させることができる。

液体を吐出させる液体吐出孔が配設される面にこの気泡排出孔を備えると、液体吐出孔と気泡排出孔とのメンテナンス部材を共通化することができ、液体吐出孔から液体を吸引する際に気泡排出孔から凹部に溜まった気泡を排出させることができ、便利である。

気泡排出孔は液体吐出孔よりも少ない数でもよい。この場合には、気泡排出性向上のため気泡排出孔の直径は液体吐出孔の直径よりも大きくすることが好ましい。但し、気泡排出孔の大きさ（直径）は、該気泡排出孔より液体が漏れない大きさという条件を満たす必要がある。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記構造体は、少なくともその一部が前記液体の流れ方向に対して前記第１の配列方向と対称な第２の配列方向に並べられることを特徴とする。

液体の流れ方向に対して第１の配列方向と対象な第２の配列方向に沿って並べられる構造体を有するので、液体の流れ方向に対して略直交する方向の両端部へ気泡を移動させることができる。したがって、一方の端部へ気泡を移動させる場合に比べて気泡の移動距離が平均すると短くなり、気泡によって共通液室内の流路抵抗が大きくなる期間を短くすることができる。

第１の配列方向に沿って並べられる構造体と、第２の配列方向に沿って並べられる構造体との境界は、共通液室の短手方向の略中央部にするとよい。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記共通液室の天井面の前記第２の配列方向の端部に第２の凹部を備えたことを特徴とする。

共通液室の天井面には、第２の配列方向の端部にも第２の凹部が設けられるので、この第２の凹部には第２の配列方向の端部に移動させた気泡が集められる。言い換えると、第１の凹部と第２の凹部は、インクの流れ方向と略直交する方向の両端部に設けられる。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記第１の凹部及び前記第２の凹部の液体と接触する面は、前記共通液室の液体と接触する他の面よりも親液性が低いことを特徴とする。

第１の凹部及び第２の凹部の液体と接触する面を共通液室の液体と接触する他の面よりも親液性が低くなるように構成するので、第１の凹部及び第２の凹部に液体が浸入しにくくなることで気泡を集めやすくなる。

請求項８記載の発明は、請求項６又は７記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記第１の充填口を介して液体が充填される前記共通液室の側面と対向しない他の側面のうち少なくとも１つの側面から液体を充填し、前記第１の凹部或いは前記第２の凹部の何れか一方に連通される第２の充填口を備えたことを特徴とする。

第１の凹部或いは第２の凹部の何れか一方に連通される第２の充填口を備えたので、第２の充填口から共通液室内の液体を吸引するメンテナンス時に、第１の凹部、第２の凹部に集められた気泡を排出させることができる。

第２の充填口は１つだけ設けられてもよいし、複数設けられてもよい。例えば、第１の充填口を介して充填される側面が共通液室の短手方向に沿う面である場合、第２の供給口を介して液体が充填される側面は共通液室の長手方向に沿う面となる。

請求項９記載の発明は、請求項８記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記吐出孔から液体が吐出される吐出動作時には、前記第２の充填口を介して前記共通液室へ液体が充填されることを特徴とする。

吐出動作時における共通液室への液体充填を第２の充填口を介して行うことで、吐出動作時に好適なインクの流れを、共通液室内に発生させることができる。

吐出動作時には、液体吐出孔から液体を吐出させた後に圧力室内に液体を補給するリフィルが含まれる。

請求項１０記載の発明は、請求項８又は９記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記構造体の少なくとも一部は、前記第２の充填口を介して前記共通液室へ充填される液体の流れ方向に対して所定の角度θ’（但し、０＜θ’＜９０°）をなす第３の配列方向に沿って並べられることを特徴とする。

第２の充填口を介して充填される液体の流れ方向に対して共通液室内の構造体を傾けて並べるので、第２の充填口を介して液体が充填される際に混入した気泡を第３の配列方向の端部に移動させることができる。

本発明によれば、共通液室を貫通する構造体を共通液室の液体の流れ方向に対して所定角度θをなす第１の配列方向に沿ってに並べるので、該構造体の配置間隔よりも大きな気泡が共通液室内に存在しても、該構造体の配列方向に沿って移動させることができ、このような大きな気泡によって共通液室内の液体の流れを分断することなく、好ましい液体の流れを維持することが可能になる。

以下、図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔本発明に係る印字ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の全体構成、第１実施形態〕
図１は本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示したように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色ごとに設けられた複数の印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６（被吐出媒体）を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のインク吐出面（ノズル面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、印字済みの記録紙１６（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６と、を備えている。

図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター（第１のカッター）２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置される。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラ３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のインク吐出面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。

ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（不図示）が形成されている。図１に示したとおり、ローラ３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のインク吐出面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ３４が設けられており、この吸着チャンバ３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。

ベルト３３が巻かれているローラ３１、３２の少なくとも一方にモータ（図１中不図示，図１３に符号１８８として図示）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１上の時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は図１の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に記録紙１６の印字面をローラが接触するので画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

吸着ベルト搬送部２２により形成される記録紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹き付け、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを記録紙１６の送り方向と直交方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている（図２参照）。詳細な構造例は後述するが、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは、図２に示したように、本インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さ（印字可能幅）にわたってノズルが複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。

記録紙１６の送り方向（以下、紙送り方向という。）に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色ごとに設けられてなる印字部１２によれば、副走査方向について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（即ち、１回の副走査で）、記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが主走査方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

なお、本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。

図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するインクタンク（図１中不図示、図１２及び図２４に符号６０で図示）を有し、各インクタンクは不図示（図１２、図２４に符号６１Ａ，６１Ｂ等で図示）の管路を介して各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサを含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部２４は、少なくとも各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列と、からなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。

印字検出部２４は、各色の印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各印字ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定などで構成される。

印字検出部２４の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。

後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

多孔質のペーパーに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパーの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

こうして生成されたプリント物は排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り替える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成される。

また、図１には示さないが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。

〔ヘッドの構造〕
次に、印字ヘッドの構造について説明する。

本インクジェット記録装置１０には、図２に示すように、記録紙１６の全幅に対応する長さのノズル列を有するフルライン型ヘッドが搭載されている。なお、記録紙１６の全幅に満たない長さのノズル列を有する短尺ヘッドを２次元の千鳥状に配列して繋ぎ合わせて、これらの複数の短尺ヘッド全体で印字媒体の全幅に対応する長さとなるようにして１つの長尺のフルラインヘッドを構成するようにしてもよい。

インク色ごとに設けられている各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によって印字ヘッドを示すものとする。

図３は、印字ヘッド５０の構造例を示す斜視透視図であり、図４は、平面構造を示す平面図である。また、図５は、印字ヘッド５０の立体構造を示す断面図（図４中５−５線に沿う断面図）である。

本実施形態の印字ヘッド５０は、インクを液滴として吐出するノズル５１（吐出孔）と、インクを吐出する際インクに圧力を付与する圧力室５２と、を有するインク室ユニット５３が２次元マトリクス状に配置された構造を有している。図３には、４つのインク室ユニット５３を示したが、実際には、ノズル５１を横４８行（２１ｍｍ）、縦６００列（３０５ｍｍ）に配列することにより２４００ｎｐｉを達成する。なお、上述した印字ヘッド５０のサイズ（ノズル数）はあくまでも一例であり、特に限定されるものではない。

図４に示すように、各圧力室５２を上方から見た場合に、その平面形状は略正方形状を有し、その対角線の一方の端にノズル５１が形成され、他方の端に供給絞り５４が設けられている。もちろん、圧力室５２の平面形状はこのような正方形に限定されるものではなく、略正方形以外の形状を適用してもよい。

また、図３に示すように、印字ヘッド５０は、圧力室５２へ供給絞り５４を介してインクを供給する共通液室５５を、圧力室５２の天面（上面）を構成する振動板５６の上側（振動板５６の圧力室５２と反対側）に配置し、インクのリフィル性を重視するためこの共通液室５５から直接圧力室５２へインクを供給するようにして流路抵抗となるような配管の長さを短くして印字ヘッド５０内を高集積化するように構成した。

更に、その上部に個別電極５７を持ち、圧力室５２を変形させて圧力室５２内のインクに吐出力を与える圧電素子５８に駆動信号を供給する配線部材９０を、各個別電極５７から垂直に立ち上げて共通液室５５の中を貫通するようにして上部のフレキシブル基板９２の配線へと接続するように構成されている。

印字ヘッド５０がこのような構造を持つことで、ノズル５１及び供給絞り５４、共通液室５５、圧電素子５８へ与える駆動信号を伝送する配線を高密度化した場合にも高周波駆動、高粘度インク吐出が可能となる。

印字ヘッド５０は、ノズル５１と供給絞り５４を有する圧力室５２の上側に、圧力室５２の天面（上面）を構成する振動板５６が配置され、振動板５６上の各圧力室５２に対応する部分に上下を電極で挟んだピエゾ（ＰＺＴ）等の圧電体（図５に符号５８Ａで図示）で構成される圧電素子５８（圧力発生手段）が配置され、圧電素子５８はその上面（圧電体の振動板５６と反対側の面）に個別電極５７を有している。

そして、この個別電極５７の端面から外側（圧電体が形成されていない圧電体非形成部）へ電極接続部としての電極パッド５９が引き出されて形成され、電極パッド５９上に配線部材９０が圧電素子５８を含む面（圧電素子５８が形成される面）に略垂直に立ち上がって形成されている。なお、電極パッド５９と配線部材９０との接合には導電性接着剤やはんだなどが用いられる。

この圧電素子５８を含む面に対して略垂直に立ち上がった配線部材９０の上には多層のフレキシブル基板９２が配置され、駆動信号発生部となるヘッドドライバ（図３〜図５中不図示、図１３に符号１８４として図示）からこれらの配線を介して駆動信号が圧電素子５８の個別電極５７に供給される。フレキシブル基板９２の配線部材９０と接合される面にはフレキシブル基板９２に設けられる配線の取出としてパッド（不図示）が設けられ、このパッドが配線部材９０と導電性接着剤やはんだによって接合される。

また、振動板５６とフレキシブル基板９２との間の柱状の配線部材９０が立ち並んだ空間は、ここから各供給絞り５４を介して各圧力室５２にインクを供給するための共通液室５５となっている。

なお、図３、図５に示した共通液室５５は、全ての圧力室５２にインクを供給するように、圧力室５２が形成された全領域にわたって形成される１つの大きな空間となっているが、共通液室５５は、このように一つの空間として形成されるものには限定されず、いくつかの領域に分かれて複数に形成されていてもよい。

圧力室５２（圧電素子５８）毎に個別電極５７から引き出されて設けられた電極パッド５９上に垂直に柱のように立ち上がった配線部材９０は、フレキシブル基板９２を下から支え、共通液室５５となる空間を形成している。この柱のように立ち上がった配線部材９０は、その形状からエレキ柱とも呼ぶこととする。逆に言うと、配線部材９０（エレキ柱）は、共通液室５５を貫通するように形成されている。

なお、図３〜図５に示した配線部材９０は、各圧電素子５８に対して１つずつ形成され、１対１に対応しているが、配線数（エレキ柱の数）を削減するために、いくつかの圧電素子５８に対する配線をまとめて１つの配線部材９０とするように複数の圧電素子５８に対して１つの配線部材９０が対応するようにしてもよい。

更に、個別電極５７ばかりでなく、共通電極（振動板５６）に対する配線もこの配線部材９０として形成するようにしてもよい。更に、圧力室５２やその近傍に備えられた温度センサや圧力センサなどのセンサ類から取り出された検出信号の伝送に配線部材９０を適用してもよい。

また、図３に示すようにノズル５１が底面に形成され、ノズル５１と対角をなす角部の上面側に供給絞り５４が設けられている。供給絞り５４は振動板５６を貫いており、その上の共通液室５５と圧力室５２は供給絞り５４を介して真っ直ぐに連通している。これにより、共通液室５５と圧力室５２を流体的に直接繋ぐことが出来る。

振動板５６は、各圧力室５２に共通のものとし１枚のプレートで形成されている。そして、振動板５６の各圧力室５２に対応する部分に、圧力室５２を変形させるための圧電素子５８が配置されている。圧電素子５８に電圧を印加して駆動するための電極（共通電極と個別電極）が、圧電体を挟むようにその上下面に形成されている。

振動板５６を例えばＳＵＳ等の導電性の薄膜で形成して、振動板５６が共通電極を兼ねるようにしてもよい。このとき、圧電素子５８の上面には個々の圧電素子５８を個別に駆動するための個別電極５７が形成される。

上述したように、この個別電極５７から電極パッド５９を引き出して形成し、電極パッド５９の上に垂直に立ち上がり共通液室５５を貫通する配線部材９０（エレキ柱）が形成される。

図３には、フレキシブル基板９２側の端部の幅が電極パッド５９側の端部の幅に比べて大きいテーパ形状を有する配線部材９０を示したが、配線部材９０の形状は、フレキシブル基板９２側の端部の幅が電極パッド５９側の端部の幅に比べて小さい逆テーパ形状や、全ての幅が略同一の形状、略中央部の幅が両端部の幅に比べて広い形状など、様々な形状を適用可能である。

また、柱状の配線部材９０の上には多層のフレキシブル基板９２が形成されており、配線部材９０が柱となって多層フレキシブル基板９２を支え、振動板５６を床、多層フレキシブル基板９２を天井として、共通液室５５としての空間が確保されるようになっている。また、図示は省略したが、各配線部材９０からそれぞれ個別の配線に接続されて個々の個別電極５７に駆動信号が供給され、各圧電素子５８が駆動されるようになっている。

また、図３では図示を省略したが、共通液室５５はインクで満たされるため、共通電極としての振動板５６、個別電極５７、配線部材９０及び多層フレキシブル基板９２のインクと接触する面はそれぞれ絶縁性の保護膜で覆われている。

なお、上述したような印字ヘッド５０の各サイズは、特に限定されるものではないが、一例を示すと、圧力室５２は平面形状が３００μｍ×３００μｍの略正方形（インク流れのよどみ点を排除する目的で角は面取りされている。）で、高さが１５０μｍ、振動板５６及び圧電素子５８はそれぞれ厚さが１０μｍ（図３では、図示の都合上、圧電素子５８の幅が振動板５６の幅よりも小さくなっている）、配線部材９０は電極パッド５９との接続部の直径が１００μｍ、高さは５００μｍ等のように形成される。

図５に示すように、印字ヘッド５０は、複数の薄膜等が積層されて形成されている。まず、ノズル５１が形成されたノズルプレート９４の上に、圧力室５２、供給絞り５４及び圧力室５２とノズル５１を結ぶノズル流路５１Ａ等が形成された流路プレート９６が積層される。図５では、流路プレート９６は１枚のプレートのように表されているが、実際は、流路プレート９６はさらに複数のプレートが積層されて形成されるようにしてもよい。

流路プレート９６の上には、圧力室５２の天面を形成する振動板５６が積層される。振動板５６は個別電極５７とともに圧電素子５８を駆動するための共通電極をも兼ねていることが好ましい。振動板５６が共通電極と兼用される場合、振動板５６はＳＵＳなどの導電性材料（例えば、金属材料）が好適に用いられる。

また、振動板５６には圧力室５２の供給絞り５４に対応する開口部が設けられ、これにより圧力室５２と振動板５６の上側に形成される共通液室５５とが直接（短い流路を介して）連通する。

振動板５６（共通電極）上の圧力室５２上面の略全面に対応する部分に圧電体５８Ａが形成され、圧電体５８Ａの上面には個別電極５７が形成される。このようにしてその上下を共通電極と個別電極５７で挟まれた圧電体５８Ａは、共通電極５６と個別電極５７によって電圧が印加されると変形して圧力室５２の体積を減少させ、ノズル５１からインクを吐出させる圧電素子５８を構成する。

なお、本例では、圧力室５２を変形させて圧力室５２内のインクに吐出力を与える態様を示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、例えば、圧力室５２内に設けられたヒータ等の加熱手段を用いて圧力室５２内のインクを加熱して、圧力室５２内に発生させたバブルによって圧力室５２内のインクに吐出力を与えてもよい。

個別電極５７のノズル５１側端部は、外側へ引き出され電極接続部としての電極パッド５９が形成される。そして、この電極パッド５９の上に垂直に柱状の配線部材９０が共通液室５５を貫通するように形成される。

配線部材９０の上部には、多層フレキシブル基板９２が形成され、多層フレキシブル基板９２に形成される図示を省略した各配線が各配線部材９０に電極パッド９０Ａで接続し、各圧電素子５８を駆動するための駆動信号がそれぞれの配線部材９０を通じて供給されるようになっている。

また、振動板５６と多層フレキシブル基板９２との間の柱状の配線部材９０などの構造体が並ぶ空間は圧力室５２に供給するためのインクをプールする共通液室５５となっており、ここにはインクが充満するため、振動板５６、個別電極５７、圧電体５８Ａ及び配線部材９０、さらに多層フレキシブル基板９２のインクに接する表面部分には絶縁・保護膜（絶縁・保護部材）９８が形成される。

このように、本実施形態においては、従来、振動板５６に関して圧力室５２と同じ側にあった共通液室５５を、振動板５６の上側に持って行き、圧力室５２とは反対側に配置するようにしたため、従来必要であった共通液室５５から圧力室５２にインクを導くための配管等が不要となり、また共通液室５５のサイズを大きくすることができるため、吐出周波数が高い場合にも遅滞なくインクを供給することができる。即ち、ノズル配置の高密度化を達成することができるとともに、ノズル配置を高密度化した場合においても高周波での駆動が可能となる。

また、各圧電素子５８の個別電極５７への配線を個別電極５７から引き出された電極パッド５９から垂直に立ち上げ共通液室５５を貫通するようにしたため、駆動信号を各圧電素子５８に供給するための配線を高密度に配置することが可能となった。

また、共通液室５５を振動板５６の上側に配置して、共通液室５５と圧力室５２とを真っ直ぐな供給絞り５４で繋ぐようにしたため、共通液室５５と圧力室５２とを流体的に直接繋ぐことができ、さらに共通液室５５を振動板５６の上側に配置したため、圧力室５２からノズル５１までのノズル流路５１Ａの長さを従来よりも短くすることができ、ノズル配置などを高密度化した場合であっても、高粘度インク（例えば、２０ｃＰ〜５０ｃＰ程度）の吐出が可能であり、また吐出後の迅速なリフィルが可能な流路構造とすることができる。

図６(a) 、(b) には、印字ヘッド５０の長手方向の両端部に設けられるインク供給系（図６中不図示、図１２に詳細を図示）から共通液室５５へインクを充填するインク充填口９９Ａ，９９Ｂ（第１の充填口）を示す。なお、図６(a) 、(b) では、共通液室５５内に設けられる配線部材９０等の構造物は図を簡略化するために省略されている。

図６(a) には、印字ヘッド５０の長手方向の両端部の側面５５Ａ、５５Ｂに連通されるインク充填口９９Ａ，９９Ｂを備える態様を示し、図６(b) には、印字ヘッド５０の長手方向の一方の端部の側面に連通される２つのインク充填口９９Ａ-1，９９Ａ-2を備え、他方の端部の側面に連通される２つのインク充填口９９Ｂ-1，９９Ｂ-2を備える態様を示す。

本例に示すインク充填口９９Ａ，９９Ｂは、インク吐出方向と反対方向の共通液室上面側に設けられ、図６には図示しないインク供給系（図１２に図示）からインク流路（図１２に符号６１Ａ，６１Ｂで図示）を介してインクが充填される。

なお、図６(a) に示す態様では、インク充填口９９Ａ，９９Ｂは短手方向の略中央部に設けられる。また、図６(b) に示す態様では、インク充填口９９Ａ-1，９９Ａ-2は印字ヘッド５０の短手方向の両端部に設けられ、同様に、インク充填口９９Ｂ-1，９９Ｂ-2は印字ヘッド５０の短手方向の両端部に設けられている。

図６(a) に示すように印字ヘッド５０に設けられるインク充填口９９Ａ，９９Ｂからインクを充填することで、共通液室５５には矢印線で示す印字ヘッド５０の長手方向と略平行なインクの流れ方向（インクの進む方向）にインクの流れを発生させる。

なお、図６(a) 、(b) に示すインクの流れ方向（図６(a) 、(b) 中、左から右への方向）は、インク充填口９９Ａ（インク充填口９９Ａ-1，９９Ａ-2）からインクを充填した場合のインクの流れ方向であり、インク充填口９９Ｂ（インク充填口９９Ｂ-1，９９Ｂ-2）からインクを充填すると、インクの流れ方向は、図６(a) 、(b) の右から左への方向になる。

このように、印字ヘッド５０の長手方向の両端部のうち少なくとも一方の端部の側面から共通液室５５へインクを充填すると、インクの流れ方向と垂直面（略直交する面）における共通液室５５の断面積が小さい状態を利用することができ、初期充填時などの非吐出時におけるインク充填時の気泡排除性を向上させることができる。

なお、ここでいう「断面積の小さい状態」とは、共通液室５５の短手方向に沿った断面を示している。

〔配線部材の配置〕
次に、上述した配線部材９０の配置について詳述する。

インクジェット記録装置１０に用いられる印字ヘッド５０は、画像の解像度を上げるためにノズル５１のピッチが小さくなる傾向にある。しかしながら、加工精度の低下や歩留まりの低下といった課題が発生しているために、ノズル５１を２次元状に並べるマトリクス構造が提案されている。

ここで、図７に、マトリクス配置されたノズル５１（インク室ユニット５３）を有する印字ヘッド５０の一例を示し、この印字ヘッド５０におけるノズル５１の駆動方法の一例を説明する。

図７に示す例では、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向とに沿って一定の配列パターンで格子状にノズル５１を配列させた構造になっている。主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってノズル５１を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルピッチＰはｄ×ｃｏｓθとなる。

なお、図７に示すノズル配置では、６個のノズル５１が列方向に沿って並べられたノズル列が行方向に沿って複数並べられている（図７には、４列のノズル列を図示）。

このような記録紙１６の全幅に対応したノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズル５１を駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、記録紙１６の幅方向（紙送り方向と直交する主走査方向）に１ライン（１列のドットによるラインまたは複数のドットから成るライン）を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。

特に、図７にその一例を示すマトリクス状に配置されたノズルを駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。即ち、ノズル５１-11 、５１-12 、５１-13 、５１-14 、５１-15 、５１-16 を１つのブロックとし（他にはノズル５１-21 、…、５１-26 を１つのブロック、ノズル５１-31 、…、５１-36 を１つのブロック、…として）記録紙１６の搬送速度に応じてノズル５１-11 、５１-12 、…、５１-16 を順次駆動することで記録紙１６の幅方向に１ラインを印字する。

一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるラインまたは複数のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。

一般に、マトリクス配列されたノズル５１を有する印字ヘッド５０では、スループットや解像度を上げるために列数を増やす傾向にある。特に、ページ幅に対応する印字ヘッド５０では、ノズル密度２４００npi 、ノズル間ピッチ５００μm ×５００μm を実現するために、紙送り方向に４８列のノズル５１を並べる必要がある。

図３〜図５に示すような圧力室５２の上面側に共通液室５５が設けられ、ノズル５１の数と同様の数（ノズル５１の数と配線部材９０の数が１対１に対応）の配線部材９０が共通液室５５に設けられ、配線部材９０がノズル５１と同一の配置を持つと、図８に示すように、共通液室５５内のインクの流れに対して４８個の配線部材９０が構成する配線部材列１００のなす角θはほぼ垂直（θ≒８８．８°）になる。

なお、図を簡略化するために、図８では３列の配線部材列１００を図示したが、上述したように、ページ幅（記録紙１６の印字可能幅の全幅）に対応するには６００列程度の配線部材列１００が配設されている。

ここで、図３等に示す共通液室５５内に気泡が発生すると、（１）気泡がインク流路を減少させるため、流路抵抗が増加する、（２）気泡が供給絞り５４をふさぐと共通液室５５から圧力室５２へインクを供給できない、（３）気泡が圧力室５２に侵入すると、圧電素子５８による圧力（吐出力）を気泡が吸収してしまうため、ノズル５１からインクを吐出することができない、（４）インクの脱気度が低下する、などの問題点が発生する。

特に、図９(a) に示すような、隣り合う配線部材９０の間隔（例えば、ノズル５１に対して１対１で配線部材９０が設けられる場合には５００μm ）よりも大きいサイズの気泡が存在すると、２つ以上の配線部材９０にこの気泡が引っかかり、動けなくなることが実験によって明らかになった。

本発明に係る印字ヘッド５０は、このように２つ以上の配線部材９０に引っかかってしまう大きなサイズの気泡（例えば、図９(a) に示す気泡１１０）が共通液室５５内に発生した場合でも、図９(b) に示すようにインクの流れ方向に対して配線部材９０をより傾けて配置するので、インクの流れ方向と所定の角度を成す気泡移動方向に気泡を移動させることが可能になる。図９(a) では、インクの流れ方向に対する配列方向の角度θは略８８．８°であるのに対して、図９(b) では、インクの流れ方向に対する配列方向の角度θは略７６．０°になる。

次に、図９(b) に示すような、気泡を所定の方向に移動させることができる配線部材９０の配置について詳細に説明する。

図１０は、共通液室５５内に設けられる配線部材９０の配置を示す平面透視図である。なお、図１０中、図８と同一又は類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図１０に示す共通液室５５には、４つの配線部材９０から成る配線部材列１２０が共通液室５５の短手方向に沿って１２個並べられ、各配線部材列１２０は、インクの流れ方向に対して角度がつくよう（図８に示す配線部材列１００よりもより傾けて角度θが小さくなるように）配置されている。

即ち、図１０に示す態様では、各配線部材列１２０とインクの流れ方向とのなす角度θが、図８に示す配線部材列１００とインクの流れ方向との成す角度θに比べて小さくなるように配列方向が決められ、図９(b) に示すように、気泡１１０が配線部材列１２０の配列方向に沿って移動するので、該気泡１１０が共通液室５５内で停留して、共通液室５５内のインクの流れを分断することを防止できる。

なお、図１０の１２個の配線部材列１２０が図８に示す１つの配線部材列１００に対応し、図８の配線部材列１００において、紙送り方向の上流側（図８の下側）から順に、配線部材９０-1、９０-2、…、９０-48 とし、図１０における配線部材列１２０を紙送り方向の上流側（図１０の下側）から順に配線部材列１２０-1、１２０-2、…、１２０-12 とすると、図１０の配線部材列１２０-1は、図８に示す配線部材９０-1、９０-13 、９０-25 、９０-37 を有し、配線部材列１２０-2は、配線部材９０-2、９０-14 、９０-26 、９０-38 を有し、配線部材列１２０-12 は、配線部材９０-12 、９０-24 、９０-36 、９０-48 を有している。

このようにして、配線部材列をグループ分けすることで、配線部材列をより傾ける（角度θを小さくする）ことができ、本例では、配線部材列１２０の配列方向（第１の配列方向、即ち、気泡の移動方向）がインクの流れ方向となす角度θは７６．０°になる。

ここで、図１１を用いて、図８に示す配線部材列１００の分割数（短手方向分割数）Ｍと、図１０に示す配線部材列１２０がインクの流れ方向と成す角度（分割後角度）θと、の関係について説明する。

図１１は、短手方向分割数Ｍを大きくすると分割後角度θが小さくなり、分割後角度θを小さくすると気泡排除性の向上が見込まれる。なお、図８に示す態様はＭ＝１（即ち、分割しない）となる。

但し、短手方向分割数を大きくすると、ノズル５１の形成時及び配線部材９０の形成時製造難易性が高くなるので、対象とする気泡サイズに合わせて短手方向分割数Ｍは２〜２４程度にするとよい。なお、図１０に示す態様では、対象とする気泡サイズが１００μm 〜１mm程度であり、短手方向分割数Ｍは１２程度が好ましい。また、図１０には、ノズル５１と配線部材９０が１対１に対応し、ノズル５１の配置に対応して配線部材９０が配置される態様を示したが、配線部材９０の数はノズル５１の数より多くてもよいし、少なくてもよい。即ち、複数のノズル５１に対して配線部材９０が１つ設けられる（複数の圧電素子５８へ駆動信号伝送する配線部材９０が共通化されている）場合には、ノズル５１の数に比べて配線部材９０の数は少なくなり、圧電素子５８へ駆動信号を伝送する配線部材９０と、圧力室５２（またはその近傍）に設けられるセンサ類（温度センサ、圧力センサ等）から得られる検出信号を伝送する配線部材９０と、を別々に備える態様では、ノズル５１の数に比べて配線部材９０の数は多くなる。

〔インク供給系の説明〕
次に、インクジェット記録装置１０のインク供給系について説明する。

図１２は、インクジェット記録装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。インクタンク６０は印字ヘッド５０にインクを供給するための基タンクであり、図１で説明したインク貯蔵／装填部１４に設置される。インクタンク６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、補充口（図示省略）からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を替える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じて吐出制御を行うことが好ましい。

図１２に示すように、インクタンク６０と印字ヘッド５０を繋ぐ２系統の管路６１Ａ，６１Ｂが設けられ、管路６１Ａは図６に示すインク充填口９９Ａと連通され、管路６１Ｂはインク充填口９９Ｂに連通されている。

管路６１Ａ，６１Ｂのそれぞれには、管路６１Ａ，６１Ｂ内の圧力を可変させるポンプ６２Ａ，６２Ｂと、管路６１Ａ，６１Ｂを開閉するバルブ６３Ａ，６３Ｂと、異物や気泡を除去するためにフィルタ６４Ａ，６４Ｂと、が設けられている。フィルタ６４Ａ，６４Ｂのフィルタ・メッシュサイズは印字ヘッド５０のノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。

なお、図１２には示さないが、印字ヘッド５０の近傍又は印字ヘッド５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。

また、インクジェット記録装置１０には、ノズルの乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ６５と、キャップ６５を介して印字ヘッド５０のノズル５１からインクを吸引する吸引ポンプ６６と、吸引ポンプ６６によって吸引された廃インクを回収する回収タンク６７と、吸引ポンプ６６によって吸引されたインクを再利用するためにリサイクル処理を施すリサイクル処理部６８（図１２では、フィルタとして図示）と、リサイクル処理を施されたインクをインクタンク６０に戻す循環路６９と、が設けられ、更に、インクジェット記録装置１０にはノズル面５０Ａの清掃手段としての不図示のクリーニングブレードが設けられている。吸引ポンプ６６によって印字ヘッド５０から吸い出されたインクを回収タンク６７に回収するか、或いはリサイクル処理部６８へ回してリサイクル処理を施すかを切り替えるバルブなどの切替機構を備える態様が好ましい。

これらキャップ６５及び前記クリーニングブレードを含むメンテナンスユニットは、図示を省略した移動機構によって印字ヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から印字ヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。

キャップ６５は、図示しない昇降機構によって印字ヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。昇降機構は、電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ６４を所定の上昇位置まで上昇させ、印字ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面５０Ａのノズル領域をキャップ６４で覆うようになっている。

クリーニングブレードは、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示を省略したブレード移動機構により印字ヘッド５０のインク吐出面に摺動可能である。このインク吐出面にインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレードをインク吐出面に摺動させることでこのインク吐出面を拭き取り、インク吐出面を清浄するようになっている。

印字中又は待機中において、特定のノズル５１の使用頻度が低くなり、そのノズル５１近傍のインク粘度が上昇した場合、粘度が上昇して劣化したインクを排出すべく、キャップ６５に向かって予備吐出が行われる。

また、印字ヘッド５０内のインク（特に、圧力室５２内のインク）に気泡が混入した場合、印字ヘッド５０にキャップ６５を当て、吸引ポンプ６６で圧力室５２内の気泡が混入したインクを吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク６７へ送液する。この吸引動作は、初期のインクのヘッドへの装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも行われ、粘度が上昇して固化した劣化インクが吸い出され除去される。

即ち、印字ヘッド５０は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル５１近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用の圧電素子５８が動作してもノズル５１からインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前の圧電素子５８の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で、圧電素子５８を動作させて、インク受け（本例ではキャップ６５がインク受けを兼用）に向かって粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる予備吐出が行われる。また、インク吐出面の清掃手段として設けられているクリーニングブレード等のワイパーによってインク吐出面の汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作によってノズル５１内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。

また、ノズル５１や圧力室５２内に気泡が混入したり、ノズル５１内のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなるため、上述したような吸引動作を行う。

即ち、ノズル５１や圧力室５２のインク内に気泡が混入した場合、或いはノズル５１内のインク粘度があるレベル以上に上昇した場合には、圧電素子５８を動作させてもノズル５１からインクを吐出できなくなる。このような場合、印字ヘッド５０のノズル面５０Ａに、キャップ６５を当てて圧力室５２内の気泡が混入したインク又は増粘インクを吸引ポンプ６６で吸引する動作が行われる。

但し、上記の吸引動作は、圧力室５２内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きい。したがって、粘度上昇が少ない場合はなるべく予備吐出を行うことが好ましい。なお、図１２で説明したキャップ６５は、吸引手段として機能するとともに、予備吐出のインク受けとしても機能し得る。

また、好ましくは、キャップ６５の内側が仕切壁によってノズル列に対応した複数のエリアに分割されており、これら仕切られた各エリアを選択的に吸引できる構成である。

〔制御系の説明〕
図１３は、インクジェット記録装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース１７０、システムコントローラ１７２、メモリ１７４、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８、プリント制御部１８０、画像バッファメモリ１８２、ヘッドドライバ１８４等を備えている。

通信インターフェース１７０は、ホストコンピュータ１８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース１７０にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。ホストコンピュータ１８６から送出された画像データは通信インターフェース１７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦メモリ１７４に記憶される。

メモリ１７４は、通信インターフェース１７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ１７２を通じてデータの読み書きが行われる。メモリ１７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ１７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１０の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。即ち、システムコントローラ１７２は、通信インターフェース１７０、メモリ１７４、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８等の各部を制御し、ホストコンピュータ１８６との間の通信制御、メモリ１７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ１８８やヒータ１８９を制御する制御信号を生成する。

メモリ１７４には、システムコントローラ１７２のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。なお、メモリ１７４は、書換不能な記憶手段であってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段であってもよい。メモリ１７４は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。

モータドライバ１７６は、システムコントローラ１７２からの指示にしたがってモータ１８８を駆動するドライバである。ヒータドライバ１７８は、システムコントローラ１７２からの指示にしたがって後乾燥部４２等のヒータ１８９を駆動するドライバである。

プリント制御部１８０は、システムコントローラ１７２の制御に従い、メモリ１７４内の画像データから印字制御用の信号（駆動信号）を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字データ（ドットデータ）をヘッドドライバ１８４に供給する制御部である。プリント制御部１８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ１８４を介して印字ヘッド５０のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

プリント制御部１８０には画像バッファメモリ１８２が備えられており、プリント制御部１８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ１８２に一時的に格納される。なお、図１３において画像バッファメモリ１８２はプリント制御部１８０に付随する態様で示されているが、メモリ１７４と兼用することも可能である。

なお、図１３には、各種データの記録領域及びプロセッサ類の作業領域としてメモリ１７４及び画像バッファメモリ１８２を示したが、図１３に示すシステム制御系にはこれ以外の記憶媒体を適宜備えている。即ち、メモリ１７４及び画像バッファメモリ１８２は、複数の記憶媒体を表していてもよい。また、プリント制御部１８０とシステムコントローラ７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ１８４はプリント制御部１８０から与えられる印字データに基づいて印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの圧電素子を駆動する。ヘッドドライバ１８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース１７０を介して外部から入力され、メモリ１７４に蓄えられる。この段階では、ＲＧＢの画像データがメモリ１７４に記憶される。

メモリ１７４に蓄えられた画像データは、システムコントローラ１７２を介してプリント制御部１８０に送られ、該プリント制御部１８０においてインク色ごとのドットデータに変換される。即ち、プリント制御部１８０は、入力されたＲＧＢ画像データをＫＣＭＹの４色のドットデータに変換する処理を行う。プリント制御部１８０で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ１８２に蓄えられる。

プログラム格納部１９０には各種制御プログラムが格納されており、システムコントローラ１７２の指令に応じて、制御プログラムが読み出され、実行される。プログラム格納部１９０はＲＯＭやＥＥＰＲＯＭなどの半導体メモリを用いてもよいし、磁気ディスクなどを用いてもよい。外部インターフェースを備え、メモリカードやＰＣカードを用いてもよい。もちろん、これらの記憶媒体のうち、複数の記憶媒体を備えてもよい。

なお、プログラム格納部１９０は動作パラメータ等の記憶手段（不図示）と兼用してもよい。

印字検出部２４は、図１で説明したように、ラインセンサを含むブロックであり、記録紙１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部１８０に提供する。

プリント制御部１８０は、必要に応じて印字検出部２４から得られる情報に基づいて印字ヘッド５０に対する各種補正を行う。

システムコントローラ１７２は、ポンプ制御部１９２を介して図１２に示したポンプ６２Ａ、６２Ｂ（Ｐ）、吸引ポンプ６６（Ｐc ）の加圧制御及び減圧制御を実行すると共に、バルブ制御部１９４を介して図１２に示すバルブ６３Ａ, ６３Ｂの開閉制御を実行する。

なお、図１３には、図を簡略化するために、ポンプ制御部１９２によって制御されるポンプ６２及び、バルブ制御部１９４によって制御されるバルブ６３をそれぞれ１つずつ図示したが、このポンプ６２には、図１２に示すポンプ６２Ａ，６２Ｂ、吸引ポンプ６６や図示しない他のポンプなどの複数のポンプを示しており、また、このバルブ６３には図１２に示すバルブ６３Ａ，６３Ｂや図示しない他のバルブなど複数のバルブを示している。

〔インク充填制御の説明〕
次に、印字ヘッド５０への初期充填時などの非吐出時におけるインク充填制御について詳説する。図１４には、図１２を更に簡略化したインク供給系の概略構成を示し、図１５、図１６には、インク充填制御のフローチャートを示す。

なお、図１４〜図１６中、符号Ｔs は、図１２のポンプ６２Ａに連通されるチューブ（管路６１Ａ）を示し、符号Ｔe は図１２のポンプ６２Ｂに連通されるチューブ（管路６１Ｂ）を示し、Ｔc は図１２の吸引ポンプ６６に連通されるチューブを表している。また、図１４〜図１６では、図１２に示すバルブ６３Ａ，６３Ｂはそれぞれ符号Ｖs ，Ｖe で図示されている。

図１５に示すように、非吐出時におけるインク充填制御が開始されると（ステップＳ１０）、バルブＶs ，Ｖe が開放され（ステップＳ１２）、印字ヘッド５０のインク吐出面には図１４に示すキャップ６５が装着（キャッピング）される（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４で印字ヘッド５０がキャッピングされると、チューブＴs からインクを供給し、チューブＴe からインクを吸引するように、図１２のポンプ６２Ａから正圧を発生させ、ポンプ６２Ｂから負圧を発生させる（ステップＳ１６）。ステップＳ１６では、共通液室５５、チューブＴs ，Ｔe に所定量のインクが充填される。

本制御では、共通液室５５へ充填されるインク量を充填開始からの時間（充填時間）で管理する。即ち、共通液室５５へのインク充填が開始されてからの充填時間が計測（記憶）され、ステップＳ１８において、この充填時間が所定時間（共通液室５５に所定量のインクが充填されるまでの時間）を経過したか否かが判断され、充填時間が所定の時間を経過していない（共通液室５５内に所定量のインクが充填されていない）と判断されると（ＮＯ判定）、インク供給が継続され、一方、ステップＳ１８において充填時間が所定時間を経過し、共通液室５５内に所定量のインクが充填されると（ＹＥＳ判定）、ポンプ６２Ｂが停止され、バルブ６３Ｂが閉じられてチューブＴe からのインク吸引が停止される（ステップＳ２０）。上述した充填時間は、図１３のメモリ１７４に一定間隔で記憶され、メモリ１７４に記憶された充填時間のデータは、所定のタイミングで読み出される。

このようにして共通液室５５、チューブＴs ，Ｔe に所定量のインクが充填されると、ステップＳ２２に進み、ノズル５１及び圧力室５２へのインク充填が行われる。

即ち、ステップＳ２２では、バルブ６３Ａ，６３Ｂを開放し、ポンプ６２Ａ，６２Ｂから正圧を発生させてチューブＴs 、Ｔe からインクを供給すると共に、吸引ポンプ６６から負圧を発生させてチューブＴc からインクの吸引が行われる。

本制御では、ノズル５１及び圧力室５２へ充填されるインク量もインク充填開始からの充填時間で管理される。即ち、ステップＳ２４において、ノズル５１及び圧力室５２へ所定量のインクが充填されていない（ヘッド内充填が完了していない）と判断されると（ＮＯ判定）、インク充填が継続され、一方、共通液室５５、チューブＴs 、Ｔe に所定量のインクが充填された（ヘッド内充填が完了した）と判断されると（ＹＥＳ判定）、ポンプ６２Ａ，６２Ｂが停止され、バルブ６３Ａ，６３Ｂが閉じられて、チューブＴs ，Ｔe からのインク供給が停止される（ステップＳ２６）。

その後、印字ヘッド５０のキャッピングが解除され（ステップＳ２８）、ステップＳ３０においてクリーニングブレードによるインク吐出面の清掃等の所定のクリーニングが実行された後に、インク充填制御は終了される（ステップＳ３２）。

即ち、図１５に示すインク充填制御では、先ず、共通液室５５とインク流路となるチューブＴs ，Ｔe ，Ｔc にインクを充填したのちにノズル５１、圧力室５２へインクを充填する態様を示したが、図１６には、先にノズル５１および圧力室５２へインクを充填した後にチューブＴs ，Ｔe ，Ｔc にインクを充填する態様を示す。

図１６に示すように、インク充填制御が開始されると（ステップＳ５０）、バルブＶs が開放される（ステップＳ５２）。ステップＳ５２では、図１５に示すステップＳ１２とは異なり、バルブＶe は閉じられている。

また、印字ヘッド５０にキャップ６５がキャッピングされ（ステップＳ５４）、チューブＴs から共通液室５５へインクが供給される（ステップＳ５６）。

その後、インク充填開始からの充填時間が計測され、ステップＳ５８において、充填時間が所定の時間を経過していない（共通液室５５に所定量のインクが充填されていない）と判断されると（ＮＯ判定）、インク充填が継続され、一方、ステップＳ１８において充填時間が所定時間を経過した（共通液室５５に所定量のインクが充填された）と判断されると（ＹＥＳ判定）、図１２の吸引ポンプ６６から負圧を発生させてチューブＴc からインクが吸引され、ノズル５１、圧力室５２にインクが充填される（ステップＳ６０）。

その後、ステップＳ６２において、ノズル５１、圧力室５２に所定量のインクが充填されたか否か（ヘッド内一次充填完了であるか否か）が判断され、ノズル５１、圧力室５２に所定量のインクが充填されていない（ヘッド内一次充填が完了していない）と判断されると（ＮＯ判定）、ノズル５１、圧力室５２へのインク充填が継続され、一方、ノズル５１、圧力室５２に所定のインクが充填されていると判断されると（ＹＥＳ判定）、ステップＳ６４に進み、吸引ポンプ６６が停止されてチューブＴe による吸引が停止される。

その後、バルブＶe が開放され、ポンプ６２Ｂから負圧を発生させて（ステップＳ６６）、チューブＴs からインクが供給され、チューブＴe からインク吸引が行われると、チューブＴe へのインク充填が行われ（ステップＳ６８）、ステップＳ７０へ進む。

ステップＳ７０では、チューブＴe に所定量のインクが充填されたか否かが判断され、チューブＴe に所定量のインクが充填されていないと判断されると（ＮＯ判定）、チューブＴe へのインク充填が継続され、一方、チューブＴe へ所定量のインクが充填されていると判断されると（ＹＥＳ判定）、ポンプ６２Ｂが停止されてチューブＴe からの吸引（チューブＴe へのインク充填）が停止され（ステップＳ７２）、キャッピングが解除される（ステップＳ７４）。

その後、ステップＳ７６においてクリーニングブレードによるインク吐出面の清掃等のクリーニングが実行された後に、インク充填制御は終了される（ステップＳ３２）。

図１５及び図１６に示すインク充填制御によれば、非吐出時のインク充填において共通液室５５内に発生した気泡の排除性が向上し、共通液室５５内に気泡が残留する可能性を減らすことができる。

上記の如く構成された印字ヘッド５０では、４８個の配線部材９０から成る配線部材列を１２分割し、配線部材列１２０の配列方向がインクの流れ方向に対して７６．０°となるように構成されるので、４８個の配線部材９０を分割せずに１列に並べた配線部材列１００では２つ以上の配線部材９０に引っかかり動けなくなる大きなサイズの気泡を配線部材列１２０の配列方向に沿って共通液室５５の端部の方へ移動させることができ、大きな気泡が共通液室５５内に滞留することなく、共通液室５５内に好ましいインクの流れを発生させることができる。

また、従来技術（特許文献２）に示すように、気泡の浮力を気泡の移動に直接利用していないので、印字ヘッド５０を傾けて気泡を移動させる必要がなく、大きなサイズの気泡を寸断するようなインクの流速にする必要がない。

なお、気泡１１０の移動を容易にするためには、配線部材９０のインクと接触する部分には親インク処理を施すことが好ましい。

また、本例では、共通液室５５内に配設される構造体として配線部材９０を例に説明したが、本発明は共通液室５５内に存在する配線部材９０を含んだ構造体に適用可能である。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る印字ヘッドについて説明する。

図１７(a) 、(b) に示すように、印字ヘッド５０の短手方向の端部のうち、図９(b) に示す気泡移動方向側の端部には、印字ヘッド５０の長手方向に沿って気泡排除溝２００が設けられている。

図１８に示すように、この気泡排除溝２００は、印字ヘッド５０の長手方向の長さと略同一の長さを有し、共通液室５５の天井部２０２よりも上側に凹形状となるように形成されている。なお、図１８では、電極パッド９０Ａや、絶縁・保護膜９８など図５に図示した部材の一部が図を簡略化するために省略されている。

このような気泡排除溝２００を設けることで、共通液室５５の気泡移動方向側の端部に溜まった気泡は浮力によって上方に移動して気泡排除溝２００内に捕獲される。一旦気泡排除溝２００に捕獲された気泡は、その浮力のために気泡排除溝２００から抜け出すことができずに、配線部材９０などの構造物が立ち並ぶ天井面よりも下側の領域には戻ることができない。

なお、本例に示す気泡排除溝２００は、その断面形状が略正方形となっているが、気泡排除溝２００の断面形状は略円形状など他の形状を適用してもよい。

〔第３実施形態〕
次に本発明の第３実施形態に係る印字ヘッドについて説明する。

図１９に示す印字ヘッド５０では、図１７(a) 、(b) に示す気泡排除溝２００（第１の凹部）が設けられている反対側の端部にも気泡排除溝２１０が設けられ、印字ヘッド５０の長手方向に沿って、短手方向の略中央部を通過する流路の中心２１２（一点破線で図示）から印字ヘッド５０の短手方向の両端部に設けられた気泡排除溝２００，２１０へ気泡が移動するように、配線部材９０が配置されている。

即ち、図１９における流路の中心２１２よりも上側では、配線部材列１２０が印字ヘッド５０の長手方向に沿ったインクの流れ方向となす角度は、図１０に示す態様と同じくθは７６．０°となり、一方、図１９における流路の中心２１２よりも下側では、配線部材列１２０’の配列方向（第２の配列方向）とインクの流れ方向となす角度θも７６．０°となる。

言い換えると、図１９における流路の中心２１２の上側の配線部材９０の配列方向（第１の配列方向）と、流路の中心２１２の下側の配線部材列１２０’の配列方向（第２の配列方向）とは、流路の中心２１２を対称軸とした線対称の関係を有している。

このような配線部材９０の配置を適用すると、気泡排除溝２００、２１０へ気泡を移動させるために必要な移動距離が、図１７(a) 、(b) に示す態様に比べて平均的には短くなる。したがって、気泡によって共通液室５５内の流路抵抗が増大している時間が短くなり、図３等に示す供給絞り５４内の気泡が侵入する可能性を下げることができる。

即ち、図１７に示す態様では、気泡排除溝２００の反対側の端部及びその近傍にある気泡を気泡排除溝２００まで移動させるには、ほぼ印字ヘッド５０（共通液室５５）の短手方向の長さ分だけ移動させる必要があり、これが気泡の最大移動距離となる。一方、図１９に示す態様では、流路の中心２１２及びその近傍にある気泡を気泡排除溝２００，２１０へ移動させる場合が気泡の最大移動距離となり、その最大移動距離は図３等に示す態様に比べて略１／２となる。

〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態に係る印字ヘッドについて説明する。

図２０(a) には、気泡排除溝２００，２１０に連通されるダミーノズル２５１（気泡排出孔）を備えた印字ヘッド５０を示し、図２０(b) は、図２０(a) 中、符号２５４で図示した部分の拡大図である。また、図２１は、図２０(a) に示す印字ヘッド５０の立体構造を示す断面図である。

図２０(a) に示すように、気泡排除溝２００，２１０はノズルプレート（図５に符号９４で図示）に設けられるダミーノズル２５１と気泡排除流路２５６を介して連通されている。なお、図を簡略化するために、図２０(a) では気泡排除溝２００に連通されるダミーノズル及び気泡排除流路の図示は省略され、気泡排除溝２１０に連通される複数のダミーノズル２５１及び複数の気泡排除流路２５６のうち、その一部が図示されている。

図２１に示すように、気泡排除流路２５６は、気泡排除溝２００，２１０の天面から上側に配設される上部管路２５６Ａと、一方の端が上部管路２５６Ａと連通され、水平面と略平行に配設される水平管路２５６Ｂと、一方の端が水平管路２５６Ｂの上部管路２５６Ａの反対側の端に連通され、他方の端がダミーノズル２５１に連通される垂直管路２５６Ｃと、を有している。なお、図２１に示す気泡排除流路２５６の構造はあくまでも一例であり、気泡排除溝２００，２１０とダミーノズル２５１とを連通させる構造であり、ダミーノズル２５１を介して気泡排除溝２００，２１０から気泡を排出可能であれば、様々な構造を適用可能である。

このようなダミーノズル２５１及び気泡排除流路２５６を備えることで、図１５、図１６にその制御フローを示す非吐出時のインク充填時に、印字ヘッド５０をキャッピングして吸引を行うと、ダミーノズル２５１から気泡排除溝２００，２１０に溜まった気泡を印字ヘッド５０の外部に排出させることができる。

なお、ダミーノズル２５１は、印字ヘッド５０の長手方向の全域に設けられていてもよいし、部分的に設けられていてもよい。ダミーノズル２５１が部分的に設けられる場合、気泡排除溝２００，２１０の内部に傾きをつけるなど、ダミーノズル２５１に連通される気泡排除流路２５６に気泡が集まるような構造を適用するとよい。

また、ダミーノズル２５１の直径は、気泡排除性を向上させるために、ノズル５１よりも大きい方がよい。即ち、気泡排除性を考慮するとノズル５１の直径Ｄとダミーノズル２５１の直径Ｄd との関係はＤ≦Ｄd 満たすことが好ましい。但し、ダミーノズル２５１の大きさは該ダミーノズル２５１から液漏れ（インク漏れ）が発生しない大きさとする。本例ではダミーノズル２５１の大きさは５００μm 〜１mm程度とする。

〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態に係る印字ヘッド５０について説明する。

上述した第１〜第４実施形態に示すフルライン型の印字ヘッド５０では、圧力損失を考慮すると、リフィル時などの吐出動作時のインク充填は印字ヘッド５０の長手方向から行うように構成するとよい。

即ち、図６等に示すような、印字ヘッド５０の長手方向の端部の側面から共通液室５５へインクを充填するインク充填口９９を用いて、吐出動作時に共通液室５５へインクを充填すると、圧力損失が大きくなり、特に高い吐出周波数でインクを吐出させる場合には、リフィルが間に合わない恐れがある。

したがって、図２２、図２３に示すように、印字ヘッド５０の短手方向の端部（長手方向に沿う面）には印字ヘッド５０の長手方向に沿って、吐出動作時用のインク充填口３００（第２の充填口）が設けられている。

即ち、吐出動作時のインク充填では、インク充填口３００を利用してインクの流れ方向と垂直面（略直交する面）における共通液室５５の断面積が大きい状態を利用する。なお、ここでいう「断面積の大きな状態」とは、共通液室５５の長手方向に沿った断面を示している。図２２には、印字ヘッド５０の長手方向の略中央部にインク充填口３００が１つ設けられる態様を示し、図２３には、複数のインク充填口３００が印字ヘッド５０の長手方向の全域にわたって設けられる態様を示している。

また、このインク充填口３００は、図２２、図２３に示す気泡排除溝２００（又は気泡排除溝２１０）と連通されておりインク充填口３００からインクを吸引する際に、気泡排除講２００に蓄えられた気泡を気泡排除溝２１０（共通液室５５）から排出させることが可能になる。

図２４には、図２２、図２３に示すインク充填口３００が設けられる印字ヘッド５０のインク供給系の概略構成を示す。なお、図２４中、図１２と同一又は類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図２４は、図２３に示す複数のインク充填口３００を備えた印字ヘッド５０に対応しており、インク充填口３００にそれぞれは、フィルタ３１０、バルブ３１２が設けられた管路６１Ｃを介してポンプ６２Ｂに連通するように構成されている。

言い換えると、インクタンク６０とポンプ６２Ｂとは管路６１Ｂを介して連通され、ポンプ６２Ｂから管路が２つに分岐され、一方の管路６１Ｂ’はバルブ６３Ｂ及びフィルタ６４Ｂを介してインク充填口（非吐出時用インク充填口）９９Ｂに連通され、他方の管路６１Ｃは更にインク充填口（リフィル用インク充填口）３００に対応するように複数に分岐され、分岐された各管路（図２５に符号Ｔ1 〜Ｔn で図示）にはバルブ３１２、フィルタ３１０を介してインク充填口３００と連通されるように構成されている。

次に、図２５〜図２７を用いて、図２３、図２４に示す構造を持った印字ヘッド５０の非吐出時のインク充填制御ついて説明する。

図２５には、図２４を更に簡略化したインク供給系の概略構成を示し、図２６、図２７には、本インク充填制御のフローチャートを示す。

なお、図２５中、図１２と同一又は類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。また、図２５〜図２７中、符号Ｔ1 〜Ｔn は、図２３に示す複数のインク充填口３００に連通されるチューブ（図２４に示す管路６１Ｃから各インク充填口３００に分岐される管路）を表している。

図２６に示すように、本インク充填制御が開始されると（ステップＳ１００）、バルブＶ1 〜Ｖn が閉じられ（ステップＳ１０２）、印字ヘッド５０のインク吐出面がキャップ６５によってキャッピングされる（ステップＳ１０４）。

その後、バルブＶs が開放されると共に、図２４に示すポンプ６２Ａによって正圧を発生させて、チューブＴs からインク充填口９９Ａを介して共通液室５５へインクが供給される（ステップＳ１０６）。本インク充填制御では、図１５、図１６に示すインク充填制御と同様に、インクの充填量は充填開始からの経過時間（即ち、充填時間）で管理される。

チューブＴs からインク充填が開始されると、充填時間が計測され、ステップＳ１０８では、該充填時間が所定時間を経過したか否かが判断される。充填時間が所定時間を経過していないと判断されると（ＮＯ判定）、インク充填が継続され、一方、ステップＳ１０８において、充填時間が所定時間を経過したと判断されると（ＮＯ判定）、チューブＴs によるインク充填が継続され、バルブＶ1 が開放され、図２４に示すポンプ６２Ｂから負圧を発生させて、チューブＴ1 からインクを吸引し、チューブＴ1 内にインクが充填される（ステップＳ１１０）。

その後、チューブＴ1 に所定量のインクが充填されたか否かが判断され（ステップＳ１１２）、チューブＴ1 に所定量のインクが充填されていないと判断されると（ＮＯ判定）、ステップＳ１１０に戻り、チューブＴ1 へのインク充填が継続される。一方、ステップＳ１１２において、チューブＴ1 に所定量のインクが充填されたと判断されると（ＹＥＳ判定）、バルブＶ1 が閉じられ、バルブＶ2 が開放され、チューブＴ2 からインクが吸引されてチューブＴ2 へインクが充填される（ステップＳ１１６）。

このようにして、チューブＴ1 から順にチューブＴn までインクが充填されると、ステップＳ１１８において、バルブＶn が閉じられ、一方、バルブＶe が開放され、チューブＴs からインクが供給され、チューブＴe からインクを吸引してチューブＴe へインクが充填される。その後、チューブＴe に所定量のインクが充填されたか否かが判断され（ステップＳ１２０）、チューブＴe に所定量のインクが充填されていないと判断されると（ＮＯ判定）、チューブＴe へのインク充填が継続され、一方、ステップＳ１２０においてチューブＴe へ所定量のインクが充填されたと判断されると（ＹＥＳ判定）、本制御はステップＳ１２２に進む。

ここで、ステップＳ１１０やステップＳ１１４などでは、チューブＴ1 〜Ｔn からインクを吸引する際に、図２３、図２４に示す気泡排除溝２００，２１０に溜まった気泡がインク充填口３００を介して吸い出され、共通液室５５内の気泡が共通液室５５（印字ヘッド５０）の外部に排出される。

また、ステップＳ１２２では、バルブＶs 、Ｖ1 〜Ｖn を開放し、図２４に示すポンプ６２Ａ，６２Ｂから正圧を発生させてチューブＴs 、Ｔ1 〜Ｔn から共通液室５５へインクを供給し、更に、吸引ポンプ６６から負圧を発生させてチューブＴc からインクを吸引して、ノズル５１、圧力室５２へインクが充填される。

全てのノズル５１及び圧力室５２へ所定量のインクが充填されたか否かが判断され（ステップＳ１２４）、全てのノズル５１及び圧力室５２へ所定量のインクが充填されていないと判断されると（ＮＯ判定）、インク充填が継続され、一方、全てのノズル５１及び圧力室５２へ所定量のインクが充填されたと判断されると（ＹＥＳ判定）、図２４に示すポンプ６２Ａ，６２Ｂ，吸引ポンプ６６を停止させ、バルブＶs 、Ｖe 、Ｖ1 〜Ｖn が閉じられる（ステップＳ１２６）。

その後、キャッピングが解除され（ステップＳ１２８）、クリーニングブレードを用いてインク吐出面のクリーニングが実行されると（ステップＳ１３０）、インク充填制御は終了される（ステップＳ１３２）。

図２６に示す態様では、先ず共通液室５５内に所定量のインクが充填され、その後インク充填口３００に連通されるチューブＴ1 〜Ｔn へインクが充填され、更にその後、インク充填口９９Ｂに連通されるチューブＴe 、ノズル５１及び圧力室５２の順にインクが充填される。

図２７に示すインク充填制御では、ステップＳ１０６でチューブＴs からインクが供給され、ステップＳ１０８で共通液室５５へ所定量のインクが充填されたと判断されると、ステップＳ２００に進む。

ステップ２００では、チューブＴs からインク供給を継続し、チューブＴc からインクを吸引して、ノズル５１及び圧力室５２へインクが充填される。ステップＳ２０２においてノズル５１及び圧力室５２へ所定量のインクが充填されたか（ヘッド内一次充填が完了したか）否かが判断され、ノズル５１及び圧力室５２へ所定量のインクが充填されていないと判断されると（ＮＯ判定）、ステップＳ２００に戻り、ノズル５１及び圧力室５２へのインク充填が継続され、一方、ノズル５１及び圧力室５２へ所定量のインクが充填されたと判断されると（ＹＥＳ判定）、図２４に示すポンプ６２Ａ，吸引ポンプ６６を停止させると共に、バルブＶs が閉じられてチューブＴs からのインク供給及び、チューブＴc からのインク吸引が停止される（ステップＳ２０４）。

この状態で、共通液室５５及びチューブＴs 、ノズル５１、圧力室５２には所定量のインクが充填されることになる。

次に、バルブＶs を開放し、図２４に示すポンプ６２Ａから正圧を発生させて、チューブＴs からインクを供給し、バルブＶe ，Ｖ1 〜Ｖn を開放し、図２４に示すポンプ６２Ｂから負圧を発生させて吸引し、チューブＴe ，Ｔ1 〜Ｔn へのインク充填が行われる（ステップＳ２０８）。

その後、チューブＴe ，Ｔ1 〜Ｔn へのインク充填が完了したか否かが判断され（ステップＳ２１０）、ステップＳ２１０において、チューブＴe ，Ｔ1 〜Ｔn へのインク充填が完了していないと判断されると（ＮＯ判定）、ステップＳ２０８に戻り、チューブＴe ，Ｔ1 〜Ｔn へのインク充填が継続され、一方、チューブＴe ，Ｔ1 〜Ｔn へのインク充填が完了した判断されると（ＹＥＳ判定）、本制御はステップＳ１２６に進む。

このようにして、非吐出時のインク充填を行うと、共通液室５５内に気泡が残留することなく好ましいインク充填が実行される。

なお、ポンプ６２Ｂとつながるインク充填口９９Ｂは、非吐出時のインク充填だけでなく吐出動作時のインク充填に用いることも可能である。

このようにして、気泡排除溝２００，２１０と吐出動作時用のインク充填口３００とを連通させる構造を有することで、非吐出時のインク充填制御を利用して吐出動作時用のインク充填口３００から気泡排除溝２００，２１０に溜まった気泡を共通液室５５の外部へ排出させることが可能になる。

〔第６実施形態〕
次に、図２８ (a)、(b) を用いて、本発明の第６実施形態について説明する。

図２８(a) に示すように、吐出動作時用のインク充填口３００が備えられる印字ヘッド５０では、吐出動作時のインク充填方向から配線部材９０の並べ方に傾きをつけるように配線部材９０が配置されている。

即ち、上述した第５実施形態では、吐出動作時のインクの流れ方向（図２８に破線で図示）と略直交する方向に並べられていた配線部材９０の行方向において、図２８(b) に示すように、吐出動作時のインクの流れ方向に対して配線部材９０の配列方向（第３の配列方向）をθ’だけ傾けることで、吐出動作時のインク充填の際にインク充填口３００から突発的に侵入した気泡を、インク充填口９９Ａ，９９Ｂの方向へ移動させることができ、次回のメンテナンス時にインク充填口９９Ａ、９９Ｂから気泡を排除することができる。

言い換えると、吐出動作時のインク充填の際に共通液室５５へ侵入した気泡は、図２８(b) に示す配線部材９０の第３の配列方向に沿って印字ヘッド５０の長手方向の端部へ移動させることが可能になる。

〔第７実施形態〕
次に、図２９(a) 、(b) を用いて、本発明の第７実施形態について説明する。

図２９(a) 、(b) には、インクが入ってくる方向から数列分だけ、インクの流れ方向と配線部材９０の配列方向とに角度がつけられる構造を有する印字ヘッド５０（共通液室５５）を示す。

即ち、インク充填口９９Ａ，９９Ｂが設けられる印字ヘッド５０の長手方向の両端部から数列（図２９(a) 、(b) では５列）分だけ、図１０、図１９に示す配線部材列１２０、１２０’の配列を適用し、他の領域では、図８に示す配線部材列１００の配列が適用されている。

共通液室５５内の全領域について配線部材９０の配列方向に傾きをつけることが困難な場合にも、本発明を適用することができる。

また、第１〜第７実施形態ではフルライン型の印字ヘッド５０を例示したが、本発明は記録紙１６の印字可能幅に満たない幅を持った短尺ヘッドを主走査方向に走査させながら主走査方向の印字を行うシリアル型ヘッドにも適用可能である。

第１〜第７実施形態では、液体吐出ヘッドとしてインクジェット記録装置に用いられる印字ヘッドを例示したが、本発明は、ウエハやガラス基板、エポキシなどの基板類等の被吐出媒体上に液類（水、薬液、レジスト、処理液）を吐出させて画像、回路配線、加工パターンなどの形状を形成させる液吐出装置に用いられる液体吐出ヘッドにも適用可能である。

本発明の実施形態に係る印字ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の基本構成図 図１に示したインクジェット記録装置の印字周辺の要部平面図 印字ヘッドの構造例を示す斜視透視図 インク室ユニットの配置を示す平面図 図４中５−５断面に沿う断面図 本発明に係る印字ヘッドの共通液室の構造を示す平面透視図 マトリクス配置されたノズルの駆動方法を説明する図 分割されない配線部材列の構造を説明する図 インクの流れ方向と気泡移動方向との関係を説明する図 図８に示す配線部材列を１２分割した例を示す図 短手方向分割数と分割後の角度との関係を示す図 図１に示すインクジェット記録装置のインク供給系の構成を示す概略図 図１に示すインクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図 図１に示す印字ヘッドのインク充填制御を説明する図 図１に示す印字ヘッドのインク充填制御の流れを示すフローチャート 図１５に示すインク充填制御の他の態様を示すフローチャート 本発明の第２実施形態に係る印字ヘッドの共通液室の構造を示す平面透視図 図１７に示す共通液室の断面図 本発明の第３実施形態に係る印字ヘッドの共通液室の構造を示す平面透視図 図１９に示す気泡排除流路を説明する図 図１９に示す共通液室の断面図 本発明の第４実施形態に係る印字ヘッドの共通液室の構造を示す平面透視図 図２２に示す共通液室の他の態様を示す図 図２２に示す印字ヘッドのインク供給系の構成を示す概略図 図２２に示す印字ヘッドのインク充填制御を説明する図 図２２に示す印字ヘッドのインク充填制御の流れを示すフローチャート 図２２に示すインク充填制御の他の態様を示すフローチャート 本発明の第６実施形態に係る印字ヘッドの構造を示す平面透視図 本発明の第７実施形態に係る印字ヘッドの構造を示す平面透視図

符号の説明

１２Ｋ，１２Ｃ、１２Ｍ，１２Ｙ，５０…印字ヘッド、５１…ノズル、５２…圧力室、５４…供給絞り、５５…共通液室、５８…圧電素子、９０…配線部材、９９Ａ，９９Ｂ，３００…インク充填口

Claims (10)

1. ２次元状に並べられる複数の吐出孔と、
   前記複数の吐出孔のそれぞれと連通する複数の圧力室と、
   該圧力室内の液体に与える吐出力を発生させる圧力発生手段と、
   前記複数の圧力室のそれぞれに液体を供給する複数の供給口と、
   前記複数の供給口を介して前記複数の圧力室のそれぞれに液体を供給する共通液室と、
   前記共通液室の側面のうち少なくとも１つの側面から前記共通液室に液体を充填する第１の充填口と、
   前記圧力発生手段が設けられる面から立ち上がり、前記共通液室を貫通するように配設され、少なくともその一部が前記共通液室へ液体を充填する液体充填時の液体の流れ方向に対して所定の角度θ（但し、０＜θ＜９０°）をなす第１の配列方向に沿って並べられる複数の構造体と、
   を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記構造体は、前記圧力発生手段へ与える駆動信号を伝送する配線部材を含むことを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記共通液室の天井面の前記第１の配列方向の端部に第１の凹部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記第１の凹部に連通される気泡排出流路と、
   前記気泡排出流路と連通される気泡排出孔と、
   を備えたことを特徴とする請求項３記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記構造体は、少なくともその一部が前記液体の流れ方向に対して前記第１の配列方向と対称な第２の配列方向に並べられることを特徴とする請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記共通液室の天井面の前記第２の配列方向の端部に第２の凹部を備えたことを特徴とする請求項５記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記第１の凹部及び前記第２の凹部の液体と接触する面は、前記共通液室の液体と接触する他の面よりも親液性が低いことを特徴とする請求項６記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記第１の充填口を介して液体が充填される前記共通液室の側面と対向しない他の側面のうち少なくとも１つの側面から液体を充填し、前記第１の凹部或いは前記第２の凹部の何れか一方に連通される第２の充填口を備えたことを特徴とする請求項６又は７記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記吐出孔から液体が吐出される吐出動作時には、前記第２の充填口を介して前記共通液室へ液体が充填されることを特徴とする請求項８記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記構造体の少なくとも一部は、前記第２の充填口を介して前記共通液室へ充填される液体の流れ方向に対して所定の角度θ’（但し、０＜θ’＜９０°）をなす第３の配列方向に沿って並べられることを特徴とする請求項８又は９記載の液体吐出ヘッド。

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